Сушка бумажной изоляции силового трансформатора под нагрузкой

Page 1

Page 2

ля целлюлозной изоля -

ции трансформатора наи-

большую опасность пред-

ставляет влага. Она ока-

зывает негативное влия-

ние на диэлектрические характе-

ристики, химическую стойкость

к разложению и механическую

прочность бумажной изоляции.

Влага значительно ускоряет тем-

пературное старение целлюлозы.

Поэтому сушка изоляции является

важным и наиболее ответствен-

ным процессом восстановления

эксплуатационных характеристик

изоляционной системы силовых

трансформаторов,

позволяю-

щим существенно увеличить срок

службы бумажной изоляции и со-

хранить проектный ресурс транс-

форматора.

Традиционные методы сушки

(циркуляция горячего масла, тер-

модиффузия, разбрызгивание го-

рячего масла) требуют наличия

сложного оборудования, квали-

фицированного персонала, значи-

тельных затрат. Следует отметить,

дело не только в цене, более ин-

тенсивные методы сушки твердой

изоляции связаны с воздействием

повышенных температур, а при

вакуумировании — макромехани-

ческими воздействиями на целлю-

лозу при удалении влаги. В резуль-

тате этого процесса наблюдается

ускоренное старение бумажной

изоляции и, как следствие, сниже-

ние ее степени полимеризации (на

50–250 ед.) [1]. Необходимо также

учитывать возможность окисления

нагретого масла и загрязнения

изоляции продуктами старения.

Нередко же режим работы

электричес кой сети не позволяет

выводить из работы оборудова-

ние на длительный срок для про-

ведения обслуживания. В усло-

Сушка бумажной изоляции силового
трансформатора под нагрузкой

процессе

эксплуатации

трансформаторное

масло

целлюлозная

изоляция

иловых

трансформаторов

автотрансформаторов

подвергаются

воздействию

таких

факторов

ускоряющих

их

старение

как

влага

кислород

различные

примеси

температура

Остановить

процесс

старения

невозможно

но

его

можно

замедлить

существенно

снизив

воздействие

данных

негативных

факторов

Редькин

заместитель гене-

рального директора

по стратегическому

и инновационному

развитию

АО «НПО «Стример»

Талакин

начальник ЦСД

ПАО «МОЭСК»

Лапшин

начальник ОВЭС

ВАО Московские вы-

соковольтные сети —

филиал ПАО «МОЭСК»

Огнев

начальник СОСЭАиД

Московские высоко-

вольтные сети —

филиал ПАО «МОЭСК»

Рис

. 1.

Устройство

модуля

TRANSEC CL3AM

1 – выпускной клапан,

возврат масла в транс-

форматор

2 – деаэратор

3 – пробоотборный клапан

на выходе

4 – датчик влагосодер-

жания и температуры

масла на выходе

5 – фильтр микрочастиц

6 – промежуточный возду-

хоперепускной клапан

7 – быстроразъемные

муфты

8 – цилиндры с молеку-

лярным ситом (цеолит)

9 – электровыключатель

10 – стравливающий воз-

душный клапан

11 – индикатор потока

12 – насос

13 – пробоотборный клапан

на входе

14 – впускной клапан, вход

масла в модуль

ОБОРУДОВАНИЕ

Page 3

виях дефицита времени можно

эффективно удалять влагу только

из масла, и тогда уже периоди-

ческая подсушка масла не будет

давать результата, после включе-

ния трансформатора в работу бу-

мажная изоляция будет выделять

накопленную влагу в масло и че-

рез некоторое время показатели

влажности масла вновь станут не-

удовлетворительными.

В условиях дефицита времени

особенно востребованными ста-

новятся технологии, которые по-

зволяют производить техническое

обслуживание силового оборудо-

вания под нагрузкой.

Именно такую технологию ПАО

«МОЭСК» применило прошедшим

летом на ПС 220 кВ «Чертаново»

для сушки изоляции трансфор-

матора типа ТРДЦН-63000/110

(1984 года выпуска) c помощью

модуля TRANSEC производства

АО «НПО «Стример» (рисунок 1).

Модули TRANSEC укомплекто-

ваны блоком контроля и монито-

ринга. На входе и выходе из сис-

темы установлены два датчика

Vaisala MMT 162, которые в режи-

ме реального времени измеряют

влагосодержание (в ppm) и темпе-

ратуру (в °С) масла. Информация

отображается на жидкокристалли-

ческом дисплее (рисунок 2) блока

контроля и мониторинга.

Основанием для выполнения

работ по сушке изоляции силового

трансформатора явилось отклоне-

ние показателей качества транс-

форматорного масла от требуемых

регламентирующими документами

значений [2]. Влагосодержание

бумажной изоляции трансформа-

тора, определенное методом рав-

новесных кривых (рисунок 3), не

превышало допустимого значения

в 4% (для трансформаторов, отра-

ботавших установленные норма-

тивно-технической документацией

сроки [2]).

2,82%

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

Влагосодержание твердой

изоляции, %

Влагосодержание масла, ppm (г/т)

Температура масла, °C

Рис

. 2.

Блок

мониторинга

осушителя

TRANSEC

Справочно

Согласно по-

следним рекомендациям МЭК

и СИГРЭ, для надежной и без-

опасной работы силовых транс-

форматоров требуется поддер-

жание влагосодержания цел-

люлозной изоляции на уровне,

не превышающем 2%.

Рис

. 3.

Равновесное

распределение

влаги

изоляции

трансформатора

до

сушки

№

2 (59) 2020

Page 4

Табл. 1. Показатели качества масла в период сушки

Показатель качества масла

Значение показателя

29.04.2019 27.08.2019

Цвет масла (по шкале Оствальда)

Пробивное напряжение по ГОСТ 6581-75 кВ

34,9

71,0

Кислотное число по ГОСТ 5985-79, мг KОH/г масла

0,03

0,01

Температура вспышки в закрытом тигле по ГОСТ

6356-75, °С

143

145

Массовое влагосодержание по ГОСТ

24614-81, % (г/т)

30,2

15,2

Модуль TRANSEC был уста-

новлен на стене камеры охла-

дителя и подключен к транс-

форматору. Монтажные работы

производились бригадой в коли-

честве трех человек и с учетом

подготовки заняли менее двух

суток без использования спе-

циальной техники и грузоподъ-

емных механизмов (рисунок 4).

Все работы производились на

работающем оборудовании, от-

ключение трансформатора по-

надобилось лишь на несколько

часов при запуске модуля в экс-

плуатацию для проверки отсут-

ствия воздуха в системе.

До начала процедуры суш-

ки силами ПАО «МОЭСК» (ПАО

«Россети Московский регион»)

были проведены испытания каче-

ства трансформаторного масла.

Для контроля качества суш-

ки трансформатора через че-

тыре месяца после ввода мо-

дуля TRANSEC в работу ПАО

«МОЭСК» были проведены про-

межуточные испытания транс-

Рис

. 4.

Монтаж

осушителя

TRANSEC

на

ПС

Чертаново

форматорного масла. Сравне-

ние показателей качества масла

до сушки и по состоянию на ко-

нец августа приведены в таб-

лице 1.

В результате работы осушите-

ля значительно улучшились по-

казатели влагосодержания и про-

бивного напряжения масла, по-

сле сушки они соответствуют

нормам [2].

Фактический объем влаги, из-

влеченной из изоляции транс-

форматора, был определен путем

взвешивания цилиндров и срав-

нения значений их веса до и по-

сле сушки. Взвешивание прово-

дилось на подстанции 17 декабря

2019 года, результаты представ-

лены в таблице 2.

До начала сушки общий рас-

считанный объем влаги в твер-

дой изоляции и масле составлял

около 78,716 кг. За время работы

модуля было извлечено 4,74 кг

влаги, из них ≈ 432,1 г — из мас-

ОБОРУДОВАНИЕ

Page 5

Табл. 3. Сравнение показателей изоляции до и после сушки

Значения параметров

Измеренные

Приведенные



, %

Дата испытаний

30.05.2018

14.01.2020

изм.

, °C

ВН-НН1+ НН2+К

R60, МОм

1900,00

2910,00

2293,51

+21%



, %

0,520

0,247

0,293

–44%

НН1-ВН+НН2+К

R60, МОм

2500,00

4100,00

3231,40

+29%



, %

0,560

0,310

0,367

–34%

НН2-ВН+НН1+К

R60, МОм

2500

4100

3231,4

+29%



, %

0,563

0,316

0,374

–34%

2,50%

2,55%

2,60%

2,65%

2,70%

2,75%

2,80%

2,85%

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

Результаты работы модуля

, г/т (ppm)

пр

, кВ

тв.из.

, %

, г/т

пр

, кВ

тв.из.

, %

Рис

. 5.

Показатели

качества

сушки

Табл. 2. Показатели

веса цилиндров

Серий-

ный

номер

цилиндра

Вес

цилиндра

Вес

из вле-

ченной

влаги

до

сушки

после

сушки

№ 6542 36,8 кг 39,0 кг

2,2 кг

№ 6543 36,8 кг 38,38 кг 1,58 кг

№ 6544 36,6 кг 37,56 кг 0,96 кг

Суммарно 4,74 кг

ла, что привело к снижению вла-

госодержания масла с 30,2 г/т

до 15,3 г/т. Количество влаги, из-

влеченной из твердой изоляции,

составило 4,307 кг, при этом вла-

госодержание снизилось с 2,82 %

до 2,67%.

Для оценки качества прове-

денных работ высоковольтной

лабораторией были проведе-

ны измерения диэлектрических

характеристик изоляции после

сушки. Для проведения анали-

за и сравнения изоляционных

характеристик до и после сушки

было выполнено приведение по

температуре измеренных после

сушки характеристик (R60 и



)

к условиям испытаний до сушки.

Результаты представлены в таб-

лице 3.

После сушки диэлектрические

характеристики твердой изоля-

ции значительно улучшились (ри-

сунок 5) — сопротивление изо-

ляции увеличилось на 20–30%,

в то же время



снизился на

34–44% (значения показателей

варьируются для различных схем

измерений).

По результатам проведенных

испытаний и расчетов влагосо-

держания твердой изоляции мож-

но отметить следующее:

– масло в трансформаторе уже

после 3,5 месяцев сушки по

физико-химическим парамет-

рам соответствует требовани-

ям СТО 34.01-23.1-001-2017;

– влагосодержание твердой изо-

ляции снизилось на 0,16% от-

носительно начального значе-

ния, что соответствует ≈5 лит-

рам извлеченной влаги;

– диэлектрические характерис-

ти ки твердой изоляции зна-

чительно улучшились — уве-

личилось сопротивле ние изо-

ляции, снизились диэлектри-

ческие потери.

В процессе эксплуатации мо-

дуля TRANSEC замечаний выяв-

лено не было:

– сушка изоляции производилась

непрерывно на работающем

трансформаторе без участия

персонала;

– визуальным контролем под-

тверждена безопасность при-

менения модуля — отсутству-

ют утечки масла;

– отсутствие фактов срабатыва-

ния газовой защиты говорит

о надежности и герметичности

системы.

Опыт применения модуля

TRANSEC производства АО «НПО

«Стример» на ПС 220 кВ «Черта-

ново» оказался положительным.

Полученные результаты сушки

масла и твердой изоляции сило-

вого трансформатора с приме-

нением осушительного модуля

+7 (812) 327-08-08

[email protected]

www.streamer.ru

TRANSEC подтвердили эффек-

тивность метода и свою востре-

бованность в условиях перехода

на риск-ориентированную модель

управления активами.

ЛИТЕРАТУРА
1. Долин А.П., Смекалов В.В. Ремонт

силовых трансформаторов с дли-

тельным сроком службы // ЭЛЕК-

ТРО, 2004, № 1. С. 41–46.

2. СТО 34.01-23.1-001-2017. Объем

и нормы испытания электрообо-

рудования. Введен в действие

распоряжением ПАО «Россети»

№ 280р от 29.05.2017. М.: ПАО

«Россети». 262 с.

№

2 (59) 2020

Оригинал статьи: Сушка бумажной изоляции силового трансформатора под нагрузкой

Читать онлайн

В процессе эксплуатации трансформаторное масло и целлюлозная изоляция cиловых трансформаторов и автотрансформаторов подвергаются воздействию таких факторов, ускоряющих их старение, как влага, кислород, различные примеси, температура. Остановить процесс старения невозможно, но его можно замедлить, существенно снизив воздействие данных негативных факторов.